BETON, BETONÉPÍTÉS. - Gondolatok a készülő új szabályozás kapcsán. amely gondolatok a készülő szabályozástól jelentősen el is térhetnek!

Átírás

1 BETON, BETONÉPÍTÉS - Gondolatok a készülő új szabályozás kapcsán amely gondolatok a készülő szabályozástól jelentősen el is térhetnek! SZERKEZETI OSZTÁLYOK ÉS BETONFEDÉS Dr. Kausay Tibor Budapest, március 1

2 A beton környezeti hatások okozta károsodásának mértékét a betonfedés tömörsége és vastagsága befolyásolja. A betonfedés szabványos előírt legkisebb értékeit az acélbetét korrózióját, elvékonyodását, akár elszakadását, a betonon a felületi repedéseket, lepattogzásokat, leválásokat, legrosszabb esetben a szerkezet tönkremenetelét megelőzendő a nagy javítási költségek megtakarítása érdekében is mindenképpen ajánlatos betartani, és távolság tartókkal biztosítani. 2

3 Az előírt névleges betonfedés (c nom ) az előírt legkisebb betonfedésnek (c min ) a kötelező ráhagyással ( c dev ) megnövelt, előírt értéke: c nom = c min + c dev [mm] Az előírt névleges betonfedést (c nom ) kell a statikai számításokban alkalmazni és a szerkezeti terveken bejelölni. A c min előírt legkisebb betonfedés az acélbetét tapadása miatt szükséges legkisebb betonfedés (c min,b ), a környezeti hatások miatt szükséges legkisebb betonfedés (c min,dur ), illetve 10 mm közül a nagyobbik érték: c min = max {c min,b ; c min,dur ; 10 mm} tehát c nom > c min c min,dur 3

4 4

5 Szerkezeti osztály Az építmények szerkezeti osztálya az MSZ EN :2010 szabvány szakasza szerinti fogalom. A szerkezeti osztályok tulajdonképpen tartalom nélküliek, a beton fedés szükséges mértékéről adnak tájékoztatást, ami pedig kihat többek között az adalékanyag névleges legnagyobb szemnagyságának megengedhető mértékére is. Az MSZ EN :2010 szabvány szakaszának 4.4.N és 4.5.N táblázata hat szerkezeti osztályt tartalmaz (jelük: S1-S6.) A szabvány szakasza (5) bekezdésének megjegyzése az 50 éves tervezési élettartamú és a szabvány E. mellékletében (E1N táblázat) szereplő környezeti osztályokhoz tartozó nyomószilárdsági osztályú betonokat az S4 szerkezeti osztályba javasolja sorolni. 5

6 Az MSZ EN :2010 szabvány csak az alábbi környezeti osztályok esetén rendelkezik a betonfedésről. 4.3N táblázat: A tartószerkezetek ajánlott osztályozása Szerkezeti osztály Körülmény 100 éves tervezési élettartam Szilárdsági osztály felületszerkezet esetén (a vasalás helyzetét nem befolyásolja az építési módszer) kiemelt szintű minőségellenőrzés a betongyártás esetén Környezeti osztály a 4.1. táblázat szerint X0 XC1 XC2, XC3 XC4 XD1 XD2, XS1 2-vel magasabb 2-vel magasabb 2-vel magasabb 2-vel magasabb 2-vel magasabb 2-vel magasabb XD3, XS2, XS3 2-vel magasabb C30/37 C30/37 C35/45 C40/50 C40/50 C40/50 C45/55 1-gyel alacsonyabcsonyabcsonyabcsonyabcsonyabcsonyabb 1-gyel ala- 1-gyel ala- 1-gyel ala- 1-gyel ala- 1-gyel ala- szerkezeti osztály, mint az esetünkben S4 szerkezeti osztály A nyomószilárdsági osztály légbuborékképzős fagy-, illetve fagy- és olvasztósó-álló beton (XF2, XF3 és XF4 környezeti osztály) esetén a táblázat szerinti értéknél egy fokozattal kisebb lehet.

7 MSZ EN :2010 szabvány 4.4N táblázat: A c min,dur minimális betonfedés értékei; tartóssággal kapcsolatos követelmények az EN szerinti betonacélok esetén Környezeti követelmény; a c min,dur [mm] étékei A szerkezeti Környezeti osztály a 4.1. táblázat szerint osztály sorszáma X0 XC1 XC2, XC3 XC4 XD1, XS1 XD2, XS2 XD3, XS3 S S S S S S Az XS1 és XS2 környezeti osztály a 4.3N táblázathoz képest el van tolva.

8 MSZ EN :2010 szabvány 4.5N táblázat: A c min,dur minimális betonfedés értékei; tartóssággal kapcsolatos követelmények feszítőacélok esetén Környezeti követelmény; a c min,dur [mm] értékei Környezeti osztály a 4.1. táblázat szerint A szerkezeti osztály sorszáma X0 XC1 XC2, XC3 XC4 XD1, XS1 XD2, XS2 XD3, XS3 S S S S S S Az XS1 és XS2 környezeti osztály a 4.3N táblázathoz képest el van tolva.

9 Megengedett legkisebb betonfedés az NS 3473:1998 norvég betontervezési szabvány szerint Forrás: Dr. Erdélyi Attila: Beton- és vasbetonszerkezetek. Jegyzet. Oktatási segédanyag vízügyi építési műszaki ellenőrök számára. BME Mérnöktovábbképző Intézet. Budapest, 2002.

10 MSZ NAD P1. táblázat: A betonfedés környezeti hatások miatt szükséges, előírt legkisebb értéke (c min,dur ) MSZ EN szabvány szerinti 50 év tervezési élettartamú és S4 szerkezeti osztályú szokványos szerkezet esetén, tehát akkor, ha a minőségellenőrzés nem kiemelt szintű (Kékkel az EN szerinti értékek láthatók) Környezeti osztály Környezeti hatások miatt szükséges Kötelező ráhagyás előírt legkisebb betonfedés, c min,dur, mm Δc dev, mm Betonacél Feszítőbetét X0v(H) XC XC2, XC3, XV3(H) vz XC4, XF1, XF2, XD1, XS1, XF2(H), XF3, XA1, XK1(H), XD2, XS2, XF3(H), XF4, XA2, XA4(H), XK2(H), XV2(H) vz XD3, XS3, XF4(H), XA3, XA5(H), XA6(H), XK3(H) XK4(H) A fekete színnel írt környezeti osztályokhoz tartozó betonfedések még vitatottak!

11 Ha az 50 év tervezési élettartamú beton nyomószilárdsági osztálya az erőtani követelmények folytán két osztállyal nagyobb, mint a környezeti osztályban megkövetelt érték, vagy ha a minőségellenőrzés kiemelt szintű, akkor a legkisebb betonfedést (c min,dur ) 5 mm-rel szabad csökkenteni, kivéve az X0v(H) és az XC1 környezeti osztályt. Az ilyen beton az MSZ EN szabvány szerint S3 szerkezeti osztályú. Ha a beton tervezett tervezési élettartama 100 év és a minőségellenőrzés nem kiemelt szintű, akkor a legkisebb betonfedést (c min,dur ) 10 mm-rel meg kell növelni. Az ilyen beton az MSZ EN szabvány szerint S6 szerkezeti osztályú. Ha a beton tervezett tervezési élettartama 100 év és a minőségellenőrzés kiemelt szintű, akkor a legkisebb betonfedést (c min,dur ) 5 mm-rel meg kell növelni. Az ilyen beton az MSZ EN szabvány szerint S5 szerkezeti osztályú.

12 Ha az adalékanyag szemnagysága nagyobb, mint 32 mm, akkor a legkisebb betonfedést 5 mm-rel meg kell növelni. A táblázat értékei akkor érvényesek, ha a betonacél, illetve a feszítőbetét külön védelemmel el nem látott, ötvözetlen szénacél. A kötelező ráhagyást akkor lehet legfeljebb 5 mm-re lecsökkenteni, ha a minőségellenőrzési eljárással annak indokoltsága és betartása dokumentált formában igazolt, és legfeljebb nullára csökkenteni például az előregyártás során, ha az ellenőrzéshez használt hosszmérőeszköz nagy pontosságú, és a nem megfelelő terméket nem hozzák forgalomba.

13 Az adalékanyag névleges legnagyobb szemnagysága (Dmax) legfeljebb a névleges betonfedés (c nom ) kétharmada lehet. Ha valamilyen oknál fogva például az adalékanyagváz hézagtérfogatának, azaz a cementpéptérfogat csökkentésének érdekében az adalékanyag névleges legnagyobb szemnagyságát a névleges betonfedés (c nom ) kétharmadánál nagyobbra célszerű felvenni, akkor az előírt legkisebb betonfedést (c min ) a névleges legnagyobb szemnagyság másfélszeresére kell növelni. 13

14 Opferbeton = Sacrificial concrete = Betonfedéspalást A palást főnév műszaki jelentése: Külső burok, amely egy eszközt, gépet, alkatrészt véd, szigetel. Ebben az értelemben használjuk a betonfedést védő, károsodását csökkentő, feláldozható kármentő réteg elnevezésére a betonfedéspalást kifejezést. Kémiai korrózió esetén (XA környezeti osztályok esetén) a használati élettartam alatt a kémiai hatásnak kitett beton felülete a korrozivum agresszivitásától függő mértékben, bizonyos mélységig lehordódik, hámlik, kopik, illetve a szilárdsága csökken. Ez a károsodó, veszendőbe menő betonréteg (káló) a tervezett élettartam alatt veszít azokból a tulajdonságokból, amelyeket a szerkezeti elem méretezése során számításba vettek. A c nom névleges betonfedéshez hozzáadandó Δc Opfer vastagságú betonfedéspalást kémiailag és mechanikailag károsodó betonfedésréteg, amely kiegyenlíti a névleges betonfedés, illetve a szerkezeti elem várható méretcsökkenését az XA, XA(H) és az XK(H) környezeti osztályokban.

15 Opfer = áldozat; Opferbeton = betonfedéspalást A betonfedéspalást vastagsága az XA1 környezeti osztályban: Δc Opfer = +5 (+10) mm, az XA2 környezeti osztályban: Δc Opfer = +10 (+15) mm. Bár a betonfedéspalást -nak az XA3 környezeti osztályban nincs általánosan érvényes ajánlott értéke, és az XA3 környezeti osztályban a várható károsodási mélységet esetenként kell meghatározni, saválló beton esetén az XA3 környezeti osztályban a betonfedéspalást szokásos vastagsága Δc Opfer = +15 (+20) mm.

16 A cement-, illetve kötőanyagtartalom csökkentése javítja ugyan a beton kémiai ellenállását, a bedolgozhatóságot és így a beton tömörségét kétségtelenül hátrányosan befolyásolja. A beton lehordás, hámlás, kopás vastagsága (mm) az idő (év) függvényében, a mészhidrátot (Ca(OH) 2 ) oldó szénsav (H 2 CO 3 ) hatására, amely szilárdság csökkenéssel járó oldódásos korróziót okoz: 2 H 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = = CaH 2 (CO 3 ) H 2 O Forrás: illetve, Locher, F. W. et al.: Beton nach 20-jähriger Einwirkung von kalklösender Kohlensäure. Beton Heft 5. pp

17 Hivatkozás: Breit, W.: Säurewiderstand von Beton. 41. Forschungskolloqium des DAfStb Juli Düsseldorf. Tagungsband pp Forrás: Weismann, D. Lohse, M.: Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik. Vulkan-Verlag, Essen, 2007.

18 Betonfedéspalást gyanánt fogható fel (így is nevezik: Opferbeton) a DIN :2008 szabvány intézkedése szerinti betonfedésnövekmény, amellyel alternatív védelemként az XM1 kopásállósági környezeti osztályban mintegy 5 mm-rel, az XM2 környezeti osztályban mintegy 10 mm-rel, az XM3 környezeti osztályban mintegy 15 mm-rel meg kell növelni a c min legkisebb betonfedést. Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton. Teil 1: Bemessung und Konstruktion 6.3 Beton XM a kopásállóság környezeti osztályának jele a DIN :2008 szabvány szerint.

19 Az előírt legkisebb betonfedés (c min ) az MSZ EN szabvány szakaszának (7) bekezdése szerint c dur,st értékkel csökkenthető, ha a vasalást rozsdamentes (korrózióálló) betonacéllal oldjuk meg. Az előírt legkisebb betonfedés (c min ) általában ebben az esetben sem lehet kisebb, mint az adalékanyag legnagyobb szemnagyságának másfélszerese. E szabvány szerint rozsdamentes betonacélok esetén a csökkentő érték: c dur,st = 5 mm. Ha a rozsdamentes betonacél használatának akadálya van, akkor a betonfedés vastagságát meg kell tartani, de alkalmazhatunk kéreghálót (erősítő hálót vagy kéregvasalást) hasonlóan ahhoz, ahogy az MSZ EN szabvány szakaszában és J. mellékletének (3) bekezdésében javasolják a húzott övre, illetve ahogy a tűzhatás utáni betonleválás ellen az MSZ EN szabvány szakaszának (2) bekezdésében előírják, arra az esetre, ha az acélbetétek tengelytávolsága a felülettől 70 mm vagy nagyobb. Tapasztalat ugyanakkor, hogy mindennapi körülmények között már a 40 mm-nél vastagabb betonfedés is könnyen leválik.

20 A tartósság szempontjából előnyös, ha kéreghálót nem csak a húzott övben, hanem a vastag betonfedésben mindenhol alkalmazunk. Célszerű, ha a kéregháló anyaga nagy szilárdságú szénszál vagy aramidszál vagy rozsdamentes acélhuzal, és azt a betonfedésbe nem a kengyelekhez, hanem távtartókkal rögzítjük. A kéregháló és a kengyelek közötti szabad nyílás az adalékanyag legnagyobb szemnagyságának legalább másfélszerese legyen. Példa a kéregvasalásra (Forrás: MSZ EN :2010 szabvány J1. ábrája). Az x a semleges tengely helye, s a kéregvasalás (védőháló) nyílása

21 Kéregvasalás (Oberflächenbewehrung, Hautbewehrung) acélbetétköteg esetén a régi DIN 1045:1978 és DIN 1045:1988 szabvány 34. ábrája szerint

22 Köszönöm szépen a szíves figyelmüket